La relación marginal de sustitución (RMS) puede definirse como el número de unidades del bien X al que tenemos que renunciar para obtener una unidad del bien Y, manteniendo siempre el mismo nivel de utilidad. Por tanto, implica la compensación de bienes para cambiar la asignación de conjuntos de bienes, pero manteniendo el mismo grado de satisfacción. Se puede determinar usando la siguiente fórmula:
La relación marginal de sustitución está relacionada con las curvas de indiferencia, puesto que corresponde a la pendiente de la curva en cada uno de sus puntos. En la imagen de la derecha podemos ver los tres tipos de curvas de indiferencia más comunes.
La primera gráfica, que generalmente se usa para definir la utilidad del consumo para un agente económico dado, tiene una RMS que va cambiando a lo largo de la curva. Además, la RMS tenderá a cero cuando la cantidad de X2 disminuya, y a infinito cuando la cantidad de X1 disminuya.
En la segunda gráfica, los bienes son sustitutivos perfectos ya que las líneas son paralelas y la RMS = 1, lo que implica que la pendiente tiene un ángulo de 45º con cada eje. Para otros tipos de bienes sustitutivos, la pendiente será diferente y la RMS quedará definida como una fracción: 1/2 ,1/3… La RMS se mantendrá siempre constante para bienes sustitutos.
Por último, el tercer gráfico representa bienes complementarios. En este caso, el segmento horizontal de cada curva de indiferencia tiene RMS = 0, y los segmentos verticales tienen RMS = ∞.
No debemos confundir la relación marginal de sustitución con la relación marginal de sustitución técnica o la relación marginal de transformación, que son conceptos muy diferentes.